《Frontiers in Pharmacology》：Pluronic F-127-functionalized magnetic ternary hybrid nanoparticles for co-delivery of paclitaxel and psoralen: a synergistic strategy to overcome multidrug resistance in triple-negative breast cancer
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摘要：研究人员通过化学整合超顺磁性氧化铁纳米粒（SPIONs）、聚乳酸-羟基乙酸共聚物（PLGA）和卵磷脂，并进一步以Pluronic F-127（PEO-PPO-PEO）功能化，合成了一系列磁性三元杂化纳米粒。该三元结构赋予纳米粒明确的球形形态、可调的粒径（
摘要：研究人员通过化学整合超顺磁性氧化铁纳米粒（SPIONs）、聚乳酸-羟基乙酸共聚物（PLGA）和卵磷脂，并进一步以Pluronic F-127（PEO-PPO-PEO）功能化，合成了一系列磁性三元杂化纳米粒。该三元结构赋予纳米粒明确的球形形态、可调的粒径（69–166 nm）以及高胶体稳定性，其Zeta电位绝对值超过?30 mV。包括傅里叶变换红外光谱（FTIR）、差示扫描量热法（DSC）、X射线衍射（XRD）和偏光显微镜（PLM）在内的光谱分析证实了治疗药物成功包载于三元基质内，并揭示其以无定形状态分散且与载体组分存在强分子间相互作用。磁学表征表明该三元体系保留了超顺磁行为，凸显了其磁响应性。针对紫杉醇耐药的SUM159/TXR三阴性乳腺癌细胞的体外研究表明，三元纳米粒增强了细胞摄取，诱导了协同的G0/G1和G2/M细胞周期阻滞，并促进了早期细胞凋亡。与单一制剂相比，补骨脂素和紫杉醇在三元杂化框架内的共包载放大了细胞毒性效应。采用异种移植肿瘤模型的体内评价证实了其优越的肿瘤生长抑制效果和极低的全身毒性。这些结果凸显了Pluronic F-127功能化磁性三元杂化纳米粒的化学设计与结构优化，作为克服多药耐药并增强侵袭性癌症治疗疗效的一种有前景的策略。本研究构建了共载超顺磁性纳米粒、PTX和PSO的Pluronic F-127功能化磁性三元杂化递送系统，实现了磁靶向、化疗和耐药逆转的协同效应，为耐药性TNBC的精准治疗提供了一种新策略。
论文解读
一、研究背景与问题
三阴性乳腺癌（TNBC）是一种高度侵袭性的乳腺癌亚型，约占新发病例的10%–20%，其病理特征为雌激素受体（ER）、孕激素受体（PR）和人表皮生长因子受体2（HER-2）三种关键受体均阴性表达。由于缺乏特异性分子靶点，化疗至今仍是该疾病的主要治疗手段。紫杉醇（PTX）作为TNBC系统性化疗的一线核心药物，通过稳定微管、阻断微管解聚来阻滞有丝分裂并诱导肿瘤细胞凋亡，临床疗效确切。然而，原发性或获得性化疗耐药严重削弱了PTX的临床疗效，成为导致治疗失败的关键因素。超顺磁性氧化铁纳米粒（SPIONs）可用于肿瘤磁靶向富集；补骨脂素（PSO）在逆转肿瘤化疗耐药方面展现出潜力。目前报道的大多数用于紫杉醇耐药TNBC治疗的纳米载体仅限于单一磁性纳米粒或聚合物-脂质纳米粒（PLNs）递药。很少有研究将油酸功能化的超顺磁性氧化铁纳米粒与紫杉醇和PSO合理共包载于单一PLN基质中，以实现TNBC多药耐药的协同逆转。基于此，研究人员构建了一种复合脂质磁性纳米系统，将SPIONs、PSO和PTX包载于聚合物脂质中，并与P/P-PLNs和P/P-IOPNs进行比较。该研究首次将超顺磁纳米粒（兼具MRI成像和磁靶向功能）、PTX（TNBC一线化疗药物）和PSO（耐药逆转剂）三种功能组分整合于单一PLNs载体中，构建了具有磁靶向富集、化疗杀伤和耐药逆转三大核心功能的一体化递送系统。与仅载化疗药物或耐药逆转剂的传统单药纳米系统相比，该研究的核心创新在于打破单一功能载体的局限，通过载体优化实现组合功能效应，以解决传统化疗中耐药、严重全身毒性和靶向性差等关键缺陷。
二、研究内容与主要结论
研究人员通过化学共沉淀法制备了油酸修饰的超顺磁性氧化铁纳米粒（SPIONs@OA），采用溶剂蒸发法和乳化法分别制备了P/P-IOPNs、P/P-PLNs和P/P-TCNs三种纳米制剂，并通过单因素实验和Box-Behnken响应面法优化了P/P-TCNs的处方。体外细胞实验表明，P/P-TCNs显著增强了耐药SUM159/TXR细胞对PTX的敏感性，其IC50降至3.050 μg/mL，远低于游离PTX的35.61 μg/mL；细胞摄取实验证实了P/P-TCNs的高效内化；细胞周期分析显示低/中剂量诱导G0/G1和G2/M双期阻滞，高剂量则发挥强效G2/M阻滞；凋亡实验表明其具有剂量依赖的促凋亡作用。体内异种移植实验显示，中剂量P/P-TCNs实现了80.6%的肿瘤抑制率，且未观察到明显组织病理学改变。该研究为耐药性TNBC的精准治疗提供了一种集磁靶向、化疗和耐药逆转于一体的新型纳米递送策略。
三、主要关键技术方法
本研究采用了以下关键技术方法：通过化学共沉淀法制备油酸修饰的超顺磁性氧化铁纳米粒（SPIONs@OA）；采用乳化-溶剂蒸发法制备三种纳米制剂（P/P-IOPNs、P/P-PLNs和P/P-TCNs）；利用Box-Behnken响应面设计优化处方；采用动态光散射（DLS）和透射电子显微镜（TEM）表征纳米粒粒径、Zeta电位和形态；通过高效液相色谱（HPLC）测定药物含量、包封率和载药量；采用傅里叶变换红外光谱（FTIR）、差示扫描量热法（DSC）、X射线衍射（XRD）和偏光显微镜（PLM）进行物相表征；利用物理性质测量系统（PPMS）测定磁滞回线；体外释放实验采用透析法；细胞毒性采用CCK-8法；细胞摄取采用激光共聚焦显微镜和流式细胞术；细胞周期和凋亡采用流式细胞术；ABCB1 mRNA水平采用实时荧光定量PCR（qPCR）检测；体内分布采用小动物活体成像系统；体内疗效采用BALB/c裸鼠SUM159/TXR异种移植瘤模型评价。动物实验经暨南大学实验动物护理和使用委员会批准（批准号：IACUC-20250924-10）。
四、研究结果
3.1 响应面法分析：通过Box-Behnken设计建立了粒径（Y1）和PSO包封率（Y2）的二次多项式回归方程，模型显著且失拟项不显著，验证了模型的可靠性。磷脂水平、PLGA水平和Tween-80水平是影响纳米粒粒径和PSO包封率的关键因素。
3.2 纳米粒表征：透射电镜（TEM）证实所有纳米粒呈球形且分散均匀。P/P-PLNs、P/P-IOPNs和P/P-TCNs的粒径分别为166.5 ± 2.23 nm、69.07 ± 0.71 nm和117.2 ± 0.62 nm，Zeta电位均低于?30 mV，表明胶体稳定性良好。P/P-TCNs中PSO和PTX的包封率分别为86.3% ± 1.36%和98.7% ± 0.94%。FTIR、DSC、XRD和PLM分析证实PSO和PTX以无定形状态包载于纳米粒中。磁滞回线显示所有样品具有超顺磁特性，P/P-IOPNs和P/P-TCNs的饱和磁化强度分别为2.27和0.74 emu/g。体外释放实验表明P/P-TCNs在pH 7.4条件下表现出一定的缓释效果。
3.3 细胞毒性实验：CCK-8实验测得PTX在SUM159PT和SUM159/TXR细胞中的IC50分别为2.738 μg/mL和35.61 μg/mL，耐药指数（RI）为13.01。PSO与PTX联用使PTX的IC50降至24.83 μg/mL。P/P-PLNs、P/P-IOPNs和P/P-TCNs对SUM159/TXR细胞的IC50分别为14.99 μg/mL、7.960 μg/mL和3.050 μg/mL，其中P/P-TCNs细胞毒性最强。空白载体无明显细胞毒性，表明生物相容性良好。
3.4 体外细胞摄取：激光共聚焦和流式细胞术结果显示，SUM159/TXR细胞对C6标记纳米粒的摄取荧光强度顺序为C6-TCNs > C6-PLNs > C6-IOPNs > C6，表明P/P-TCNs具有最高的细胞摄取效率。
3.5 细胞周期分析：流式细胞术结果显示，PSO主要诱导G0/G1期阻滞，PTX主要诱导G2/M期阻滞。P/P-TCNs在低/中剂量下同时诱导G0/G1和G2/M双期阻滞，高剂量下则发挥强效G2/M期阻滞效应。
3.6 细胞凋亡实验：凋亡率顺序为P/P-TCNs（H）> P/P-TCNs（M）> P/P-TCNs（L）> P/P-IOPNs ≈ Ver > P/P-PLNs > P/P > PTX > PSO。中、高剂量P/P-TCNs诱导的凋亡显著高于游离P/P联合组，且呈明显剂量依赖性。
3.7 ABCB1 mRNA水平检测：qPCR结果显示，PBS处理的耐药细胞高表达ABCB1 mRNA，游离PTX进一步上调其表达。P/P-TCNs以剂量依赖方式显著下调ABCB1 mRNA表达，表明其通过抑制ABCB1转录来逆转PTX相关多药耐药。
3.8 体内分布：活体荧光成像显示，与游离ICG相比，所有纳米粒组均表现出延长的体内循环时间和较慢的代谢清除速率。施加外部磁场的磁性纳米粒组表现出更早的肿瘤蓄积和显著更高的瘤内荧光强度，证实了磁性纳米粒具有磁靶向富集能力。
3.9 体内抗肿瘤疗效：异种移植瘤模型实验显示，肿瘤抑制效力顺序为P/P-TCNs > P/P-PLNs ≈ P/P-IOPNs > Ver。中剂量P/P-TCNs组实现了80.6%的肿瘤抑制率，显著优于PTX单药组（42.0%）和PSO-PTX联合组（48.0%）。组织病理学分析未观察到明显病理改变，表明纳米粒具有良好的生物相容性和安全性。
五、讨论与结论
本研究成功构建了Pluronic F-127功能化的磁性三元杂化纳米递送系统P/P-TCNs，将SPIONs、PSO和PTX共包载于PLNs中，用于逆转TNBC的PTX耐药。体外实验证实P/P-TCNs显著增强PTX对耐药细胞的细胞毒性，IC50降至3.050 μg/mL；细胞摄取高效；细胞周期呈浓度依赖性阻滞；凋亡呈剂量依赖性增强。体内实验显示中剂量P/P-TCNs肿瘤抑制率达80.6%。Fe3O4基磁性纳米粒已在临床广泛应用，如美国FDA批准的Feraheme?（ferumoxytol）、Resovist?和NanoTherm?等，证实了其良好的长期生物安全性和临床转化前景。本研究所用辅料（磷脂、PLGA、DSPE-PEG2000和Pluronic F-127）均为FDA认可的生物相容性材料。制备工艺采用乳化-溶剂蒸发法，与已获批的Abraxane（2005年FDA批准）和Fyarro（2021年FDA批准）的制造工艺类似，表明具有良好的工业放大和临床转化可行性。研究结论为：P/P-TCNs递送系统实现了磁靶向、化疗和耐药逆转的协同效应，为耐药性TNBC的精准治疗提供了一种新策略。研究也存在一定局限性：机制探索仍停留在表型观察水平，缺乏蛋白定量和通路抑制实验等直接分子证据；体内研究尚不完整，未进行药代动力学和组织分布研究，生物安全性评价仅依赖组织病理学观察，缺乏血液学和生化检测数据。后续工作将聚焦于分子水平机制验证以及体内药理学和靶向性测试。
